CN1282773A - 一种建筑用硅酮结构胶 - Google Patents

Abstract

一种建筑用硅酮结构胶,含有羟基封端的聚二甲基硅氧烷,甲基烷氧基硅烷,有机金属螯合物,多官能团取代烷氧基硅烷,气相法二氧化硅等,该结构胶的浸水拉伸粘接性能相当优异。

Description

一种建筑用硅酮结构胶

本发明属于结构胶制备领域，特别是涉及一种玻璃幕墙用的金属和玻璃结构或非结构性装配的建筑结构胶。

隐框玻璃幕墙作为现代建筑装饰的高技术产物，具有结构重量轻，采光好，外观美观大方等独特的优点，在我国得到了超常规发展。它是通过硅酮结构胶将装饰玻璃牢固地粘附在铝合金框架上，无须任何机械类固定装置。由于玻璃幕墙通常用于高层建筑和大型建筑，因此结构胶的性能对幕墙的安全性及寿命有着决定性的影响。在现有技术中，硅酮结构胶是以羟基封端的聚二甲基硅氧烷和有机甲基硅酮为主要成分，添加其他组份混合而制成的。如 CN1110299公开了一种有机硅酮结构密封胶，该结构胶的组成(重量份)是：

有机羟基硅酮            4-8

有机甲基硅酮            1-4

甲基肟基硅烷            0．1-0．6

二丁基二月桂酸锡        0．005-0．01

气相二氧化硅            0．4-1．2

硅酸盐                  1-5

氨基硅烷                0．01-0．09

目前市场上出售的硅酮结构胶主要有美国GE公司的SSG4000和道康宁公司的DC 795，这些产品的拉伸粘接强度特别是浸水拉伸粘接强度不够理想。如下所示：

由于存在上述不足，这些产品用于金属和玻璃的结构性粘接并不是十分理想。

本发明的目的是提供一种浸水后拉伸粘接性能优异的建筑用硅酮结构胶。

本发明的配方中含有以下组份(重量份)：

有机羟基硅酮                    80．120

有机甲基硅酮                    15-45

甲基烷氧基硅烷                  3．7

有机金属螯合物                  0．05-0．25

多官能团取代烷氧基硅烷          0．5-2

气相法二氧化硅                  5-15

碳酸钙                          100-200

本发明的制备方法是将上述各种原料按常规制法混合均匀而成。

本发明采用羟基封端的聚二甲基硅氧烷作为基胶，它是由二甲基环硅氧烷与四甲基氢氧化铵一步法合成的羟基封端的聚二甲基硅氧烷，反应条件为95℃-100℃常压下反应2小时，加入聚合度调节剂封端得到，结构式如Ⅰ所述，粘度为10000-50000厘泊(25℃)。由于羟基封端的聚二甲基硅氧烷与烷氧基硅烷的聚合反应速度太快，难于控制，一般选用有机甲基硅酮作反应速度调节剂。本发明所述的有机甲基硅酮是甲基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷，结构式如Ⅱ所述，粘度为5000-10000厘泊(25℃)。

因为烷氧基能与硅醇基团在空气中湿气的存在下发生脱醇反应而交联，所以本发明使用甲基烷氧基硅烷作交联剂，一般是甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷。甲基三甲氧基硅烷用于结构胶的表层固化，它的活性很大；甲基三乙氧基硅烷主要用于结构胶的深层固化，使用甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合物，可以减少建筑施工的养护时间。

为促进固化反应的进行，选用有机金属螯合物作为固化促进剂，本发明中所述的有机金属螯合物是有机锡金属螯合物自行合成的二正丁氧基二(2-丁烯酸乙酯-3-氧基)螯合锡化合物，和有机钛螯合物1，3-丙二氧基二(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合钛化合物，两者经混合成固化促进剂以调整反应速度。

本发明用碳酸钙作填料，所述碳酸钙是经过脂肪酸或树脂酸或硬脂酸酸化处理的。如日本丸尾公司生产的碳酸钙是经过脂肪酸处理的，商品名为KALFAIN 200、MARLEX 50，也有经过树脂酸处理的碳酸钙，商品名为MT-100；日本白石钙公司生产的碳酸钙则是经过硬脂酸处理的，商品名为白艳华CC或白艳华CCR。

本发明使用多官能团取代烷氧基硅烷作增粘剂，一般来说，取代官能团有巯基(-SH)，胺基(-NH₂)或卤基(-X)等，具体的化合物有4-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基硅烷(Ⅲ)、N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基硅烷(Ⅳ)、γ-氨丙基三乙氧基硅烷(Ⅴ)等。

本发明中涉及的各化学组份的结构式分别为：

Ⅳ    H₂NCH₂CH₂NHCH₂CH₂CH₂Si(OCH₃)₃

Ⅴ    H₂NCH₂CH₂CH₂Si(OCH₂CH₃)₃

本发明使用经有机酸处理的活性碳酸钙作为填料，活性碳酸钙与有机物料的相容性很好，能够增强高粘度物料的加工流动性，这样既可以达到较高的填充含量，降低产品成本，又能保持胶体的流动性，保证良好的挤出性能，满足了建筑的快速施工要求。

有机锡金属螯合物，有机钛金属螯合物能增强反应活性，因此在本发明中用作固化反应的促进剂，前者能促进表面硅酮胶的聚合反应，后者能促进深层硅酮胶的固化。

本发明用多官能团烷氧基硅烷作增粘剂，改善了填料在树脂中的分散性及粘合力；提高湿态下的粘合力、耐环境老化性能、填料和树脂间的偶联性能。在使用过程中，特别是遇水时，多个取代基能使结构胶的有机相和无机相较好地相容，从而使产品的浸水后拉伸能力仍保持较高的水平，满足了建筑结构材料的使用要求。

以下实施例将进一步说明本发明。所述配比均为重量份。

实施例1：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷：            80

甲基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷：    15

甲基三甲氧基硅烷                      3

甲基三乙氧基硅烷                      4

二正丁氧基二

(2-丁烯酸乙酯-3-氧基)螯合锡           0．03

1，3-丙二氧基二

(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合钛            0．02

4-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基硅烷     0．5

碳酸钙(KALFAIN 200)                   100

气相法二氧化硅                        5

将上述原料按常规制法混合均匀即得硅酮结构胶。

实施例2：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷：            100

甲基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷：    30

甲基三甲氧基硅烷                      2

甲基三乙氧基硅烷                      3

二正丁氧基二

(2-丁烯酸乙酯-3-氧基)螯合锡           0．05

1，3-丙二氧基二

(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合钛            0．10

N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基硅烷(Ⅳ)  1．2

碳酸钙(KALFAIN200)                    140

气相法二氧化硅                               10

将上述原料按常规制法混合均匀即得硅酮结构胶。

实施例3：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷：                    120

甲基二甲氧基封端的聚二甲基硅氧烷：             45

甲基三甲氧基硅烷                              2

甲基三乙氧基硅烷                              1

二正丁氧基二

(2-丁烯酸乙酯-3-氧基)螯合锡                  0．10

1，3-丙二氧基二

(2-丁烯酸乙酯3-氧基)螯合钛                   0．15

γ-氨丙基三乙氧基硅烷                         2．0

碳酸钙(KALFAIN 200)                          200

气相法二氧化硅                                15

将上述原料按常规制法混合均匀即得硅酮结构胶。

将实施例1、2、3所得硅酮结构胶，按GB16776-1997标准进行性能测试并与进口产品进行比较，结果如下：

表1  实施例1、2、3与国外同类产品的性能测试数据

由上述实施例及测试结果可以看出，本发明的硅酮结构胶的各项性能指标均达到并超过国标要求，并优于进口产品，尤其是浸水拉伸粘接强度有较大的提高，实现了本发明的目的。

Claims (5)

1．一种建筑用硅酮结构胶，包括羟基封端的聚二甲基硅氧烷，本发明的特征在于，硅酮结构胶含有以下组分：

羟基封端的聚二甲基硅氧烷       80-120

甲基烷氧基硅烷                 3-7

有机金属螯合物                 0．05-0．25

多官能团取代烷氧基硅烷         0．5-2

气相法二氧化硅                 5-15

碳酸钙                         100-200

2．权利要求1中所述的多官能团取代烷氧基硅烷包括4-肟基4，6-二甲基庚基三乙氧基硅烷、N-β-氨乙基γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

3．权利要求1中所述的有机金属螯合物包括有机锡螯合物和有机钛螯合物。

4．权利要求1中所述的甲基烷氧基硅烷是甲基三甲氧基硅烷和甲基三乙氧基硅烷的混合物。

5．权利要求1中所述的碳酸钙是经过有机酸酸化处理的碳酸钙。